Išsamus „LoRaWAN“ šliuzo konfigūravimo su TTN vadovas

Informatec Digital » Ištekliai » Išsamus „LoRaWAN“ šliuzo konfigūravimo su TTN vadovas

Tinkamai sukonfigūruoto „LoRaWAN“ šliuzo nustatymas ir tikslus suderinimas yra raktas į bet kokio šia technologija pagrįsto daiktų interneto projekto tinkamą veikimą. Nepakanka tiesiog prijungti įrangą ir tikėtis geriausio: reikia atidžiai valdyti aparatinę įrangą, IP tinklą, paketų persiuntiklį ir užregistruoti juos „LoRaWAN“ serveryje, pvz., „The Things Network“ (TTN) , taip pat registruoti programas ir galinius įrenginius.

Šiame vadove žingsnis po žingsnio ir labai išsamiai pamatysite, kaip visiškai sukonfigūruoti „LoRaWAN“ šliuzą įvairiuose realiuose scenarijuose: komerciniuose šliuzuose, tokiuose kaip RAK7289 arba „Dragino LPS8“, „pasidaryk pats“ šliuze su „Raspberry Pi 4B“ ir RAK5146 šakotuvu bei „LoRaWAN“ jutiklių (GPS sekiklių, temperatūros ir drėgmės jutiklių ir kt.) registracijoje TTN. Tikslas yra tas, kad iki to laiko, kai baigsite skaityti, tiksliai žinotumėte, ką daryti, kur tai daryti ir ką patikrinti, kad viskas veiktų tinkamai.

Pagrindinės sąvokos ir preliminarūs žingsniai prieš konfigūruojant „LoRaWAN“ šliuzą

Prieš pradedant eksperimentuoti su meniu, svarbu suprasti, kurie elementai sudaro veikiantį „LoRaWAN“ tinklą : šliuzas, „LoRaWAN“ serveris, programos ir galiniai įrenginiai . Kiekvienas komponentas atlieka savo vaidmenį ir jam reikalingi tam tikri minimalūs parametrai, kad galėtų bendrauti su kitais.

Praktiškai dauguma švietimo ir laboratorinių projektų naudoja TTN kaip nemokamą viešąjį serverį . TTN siūlo žiniatinklio konsolę, iš kurios galima registruoti šliuzus, kurti programas ir registruoti įrenginius, kad būtų galima saugiai siųsti jų duomenis naudojant unikalius raktus ( DevEUI, AppEUI/JoinEUI, AppKey ).

Dar vienas dalykas, kurį reikėtų iš karto išsiaiškinti, yra jūsų regionui suderinamas „LoRaWAN“ dažnis . Europoje paprastai naudojamas 868 MHz juostos dažnių planas (EU868), o kituose regionuose naudojami kiti planai (US915, AU915 ir kt.). Šliuzas ir TTN turi būti suderinami su šiuo planu arba, paprasčiau tariant, bendrauti tuo pačiu kanalu.

Kalbant apie galinius įrenginius, įprasta naudoti „Dragino“ GPS sekiklius, tokius kaip „Browan Tabs TBHH100-868“ jutikliai, skirtus vietos, temperatūros ir drėgmės zondams nustatyti. Šie įrenginiai paprastai būna su iš anksto įdiegtais „LoRaWAN“ prisijungimo duomenimis, paruoštais registracijai TTN, tačiau patartina juos peržiūrėti ir žinoti, kur juos konfigūruoti.

Galiausiai, labai svarbu užtikrinti, kad šliuzas turėtų stabilų ir saugų IP ryšį , nesvarbu, ar tai būtų Ethernet kabelis, „Wi-Fi“, ar net 4G/5G mobiliojo ryšio tinklai. Be interneto prieigos (arba atitinkamo WAN ryšio), šliuzas negalės persiųsti „LoRa“ paketų į serverį.

Komercinių šliuzų konfigūracija: RAK7289 ir Dragino LPS8

Daugelyje švietimo projektų naudojami komerciniai šliuzai, tokie kaip RAK7289, skirti naudoti lauke , arba „Dragino LPS8“, skirti naudoti patalpose . Abu jie turi žiniatinklio valdymo sąsają, kurioje konfigūruojami IP tinklo nustatymai ir „LoRaWAN“ parametrai, reikalingi ryšiui su TTN ar kitais serveriais.

Kai kuriose aplinkose, pavyzdžiui, švietimo įstaigose, pradinę RAK šliuzo konfigūraciją jau gali būti atlikusi pati įstaiga (pavyzdžiui, vidurinė mokykla), o mokiniams tereikia pritaikyti tinklo nustatymus (statinį IP arba DHCP) prie vietinės infrastruktūros. Nepaisant to, patartina būti susipažinusiam su visais veiksmais, kad juos būtų galima pakartoti keičiant vietą ar serverius.

IP tinklo konfigūracija RAK šliuzuose (pavyzdys RAK7289)

Pirmas tikras žingsnis dirbant su šliuzu yra užtikrinti, kad jis turėtų IP prieigą prie vietinio tinklo ir interneto . RAK šliuzų atveju tai konfigūruojama administravimo meniu, WAN tinklo skiltyje.

Meniu Tinklas → WAN sąsaja galime pasirinkti, ar vartai veiks kaip DHCP klientas arba su statiniu IP adresuJei tinklo maršrutizatorius paliekamas DHCP režimu, IP adresą priskirs automatiškai. Tai supaprastina procesą, tačiau vėliau priskirtą IP adresą reikės surasti naudojant tinklo skaitytuvą (pavyzdžiui, su nmap, bet koks IP skaitytuvas arba ryšio tikrinimas su ping Linux sistemoje) arba patikrinę maršrutizatoriaus DHCP serverio lentelę.

Jei reikia daugiau valdymo galimybių, labai rekomenduojama priskirti šliuzui gerai dokumentuotą statinį IP adresą . Tokiu būdu visada žinosime, kurį adresą naudoti norint pasiekti valdymo skydelį, ir prireikus bus lengviau taikyti užkardos taisykles arba nuotolinės prieigos valdiklius.

Aplinkose, kuriose yra daug įrenginių, pavyzdžiui, klasėse ar laboratorijose, taip pat naudinga žinoti šliuzo Ethernet MAC adresą ir pagrindinio kompiuterio pavadinimą . Kartais pats DHCP serveris pateikia šią informaciją su atpažįstamu pagrindinio kompiuterio pavadinimu (pvz., „RAK7289“), todėl ją galima rasti iš karto, net naudojant DHCP.

Prieiga pagalbos tarnyboms per valdomą „Wi-Fi“

Jei dėl kokių nors priežasčių negalime rasti šliuzo IP adreso laidiniame tinkle, daugelyje RAK ir „Dragino“ modelių yra integruotas „Wi-Fi“ prieigos taškas valdymui . Šis prieigos taškas paprastai yra atviras arba naudoja numatytuosius prisijungimo duomenis, todėl galite tiesiogiai prijungti nešiojamąjį kompiuterį ar planšetinį kompiuterį prie įrenginio.

Prisijungiant prie to „Wi-Fi“ tinklo, numatytasis šliuzo IP adresas paprastai yra paties šliuzo valdymo adresas . Pasiekę tą IP adresą per žiniatinklio naršyklę, galime pasiekti valdymo sąsają nesiremdami DHCP, tarpiniais komutatoriais ar maršrutizatoriais – tai labai naudinga naujuose diegimuose arba jei tinklo konfigūracija visiškai prarasta.

Tačiau, baigus sąranką, labai svarbu išjungti valdymo „Wi-Fi“ arba sustiprinti jo saugumą . Palikti atvirą arba prastai apsaugotą tinklą prijungtą prie svarbaus įrenginio, pvz., šliuzo, yra akivaizdus pažeidžiamumas, ypač jei šliuzas yra lauke arba viešoje vietoje.

„LoRaWAN“ konfigūracija ir RAK šliuzo TTN registracija

Nustačius IP tinklą, kitas žingsnis – susieti šliuzą su „LoRaWAN“ serveriu. RAK šliuzuose tai paprastai galima rasti meniu „LoRa tinklas“ → „Tinklo nustatymai“ → „Paketų persiuntimo programa “, kur konfigūruojate paskirties vietą, į kurią bus siunčiami gauti „LoRa“ paketai.

Tame skyriuje turime surasti ir nukopijuoti šliuzo EUI , kuris yra unikalus šliuzo identifikatorius. Ši reikšmė bus naudojama šliuzui registruoti TTN konsolėje. Patartina jį išsaugoti dokumente (kartu su įrenginio vartotojo vardu ir slaptažodžiu), kad nereikėtų jo kaskart ieškoti.

Norėdami užregistruoti šliuzą TTN sistemoje, prisijunkite prie TTN konsolės naudodami atitinkamus prisijungimo duomenis. Prisijungę pasirinkite tinkamą regioną ir eikite į skyrių „Šliuzai“. Ten spustelėkite „Registruoti šliuzą“, įveskite nukopijuotą EUI, pasirinkite tinkamą dažnių planą (Europoje – EU868) ir užbaikite registracijos procesą.

Kai kuriuose modeliuose ir programinės įrangos versijose TTN nustatymuose būtina įjungti senojo paketų persiuntimo režimą , kad būtų užtikrintas suderinamumas su šliuzo programine įranga. Taip pat galite nurodyti aprėpties tipą (viduje / lauke) ir fizinę vietą, kad šliuzas TTN žemėlapiuose būtų rodomas teisingai.

Jei viskas atlikta teisingai, šliuzo būsena TTN konsolėje pasikeis į „Prijungta“, o skirtuke „Eismas“ pradės rodytis pranešimai su realaus laiko „LoRa“ srautu, kai diapazone bus įrenginių, perduodančių signalą.

„Dragino LPS8 Gateway“ valdymas: prieiga, „Wi-Fi“ ir IP

„ Dragino LPS8“ yra gana įprastas vidinis „LoRaWAN“ šliuzas, skirtas testavimui ir nedideliems diegimams. Jis pagrįstas SX1308 koncentratoriumi ir iš anksto sukonfigūruotas su įvairiais dažnių planais skirtingoms geografinėms zonoms, įskaitant EU868 juostą.

Šį įrenginį galima valdyti tiek per SSH, tiek per HTTP . Norėdami jį pasiekti per SSH arba HTTP per RJ-45 prievadą, pirmiausia turime žinoti tinklo DHCP serverio jam priskirtą IP adresą. Čia vėlgi praverčia IP skaitytuvas, maršrutizatoriaus DHCP lentelės patikrinimas ar panašus įrankis.

Paprasčiausias pradinio nustatymo būdas yra naudoti paties LPS8 sukurtą „Wi-Fi“ prieigos tašką . Įjungus įrenginį, jis transliuoja tinklą su SSID, kurio tipas yra „dragino-xxxxx“. Numatytasis slaptažodis paprastai yra „dragino+dragino“. Prisijungus prie šio tinklo, prie šliuzo galima prisijungti per interneto naršyklę įvedus IP adresą 10.130.1.1.

Pradiniai žiniatinklio sąsajos prisijungimo duomenys paprastai yra vartotojo vardas „admin“ ir slaptažodis „dragino“ . Labai rekomenduojama pakeisti šiuos prisijungimo duomenis, kai tik viskas veiks, ypač jei paliksite aktyvų „Wi-Fi“ prieigos tašką arba jei šliuzas bus pasiekiamas iš nekontroliuojamų tinklų.

„Dragino LPS8 LoRaWAN“ nustatymai ir TTN ryšys

LPS8 konfigūracijos sąsajoje randame specialų meniu, skirtą „LoRa“ ir „LoRaWAN“ skyriams. Pirmiausia reikia patikrinti, ar pasirinktas teisingas mūsų regiono dažnių planas , pavyzdžiui, 868 MHz Europai.

Skirtuke „LoRaWAN “ nurodote serverį, į kurį bus peradresuojami paketai. Išskleidžiamajame meniu „paslaugų teikėjas“ galite pasirinkti TTN, o skiltyje „serverio adresas“ – Europos TTN serverį, susietą su EU868 diapazonu. UDP siuntimo ir priėmimo prievadai pagal numatytuosius nustatymus paprastai nustatomi į 1700, kas daugeliu atvejų yra teisinga.

Tame pačiame ekrane rodomas šliuzo ID , kurį naudosime TTN konsolėje registruodami šliuzą. Registravimas labai panašus į RAK registravimą: atidarote konsolę, einate į „Šliuzai“, pasirenkate „Registruoti šliuzą“, įveskite ID, pažymėkite (jei taikoma) senojo paketų persiuntimo įrenginio naudojimą ir pasirinkite atitinkamą Europos planą.

Jei norėtume naudoti savo „LoRaWAN“ serverį, pvz., „ChirpStack“ , vietoj TTN, čia įvestume jo adresą, prievadus ir autentifikavimo parametrus. Tačiau švietimo tikslais ir daugeliui asmeninių projektų TTN paprastai yra daugiau nei pakankamai.

LAN, WAN ir Wi-Fi WAN konfigūravimas Dragino

LPS8 tinklo skirtuke rasite kelis antrinius skirtukus, kuriuose galite tiksliai reguliuoti, kaip šliuzas prisijungia prie vietinio tinklo ir interneto. LAN skyriuje konfigūruojamas vidinis tinklas, kurį naudoja paties šliuzo „Wi-Fi“ prieigos taškas; tai savotiškas vietinis „valdymo tinklas“.

Geriausia nekeisti numatytosios LAN konfigūracijos arba, jei tai darote, atidžiai užsirašyti šiuos nustatymus, nes tai gali būti vienintelis būdas prisijungti, jei WAN ryšys sukonfigūruotas netinkamai. LPS8 LAN veikia kaip gelbėjimo tinklas, skirtas atgauti administratoriaus prieigą.

WAN skyriuje apibrėžiamas IP adresas, kurį RJ-45 prievadas naudos , kai šliuzas bus prijungtas kabeliu. Galite pasirinkti DHCP arba priskirti statinį IP adresą. Stabilioje aplinkoje statinio IP adreso priskyrimas WAN sąsajai yra profesionaliausias būdas išvengti netikėtų adreso pakeitimų.

Galiausiai, „Wi-Fi WAN“ skyriuje šliuzas gali prisijungti kaip klientas prie esamo „Wi-Fi“ tinklo. Čia nustatote, ar tos sąsajos IP adresas bus statinis, ar gaunamas per DHCP, ir įvedate SSID, šifravimo tipą ir slaptažodį.

Skirtuke „Wi-Fi“ taip pat rodomas ir galite konfigūruoti prieigos tašką (AP), kurį „Dragino“ automatiškai generuoja . Saugumo sumetimais patartina pakeisti tinklo pavadinimą ir slaptažodį arba net išjungti AP, jei jis nebus naudojamas, kad sumažintumėte atakų paviršių.

„Pasidaryk pats“ „LoRaWAN“ šliuzo kūrimas naudojant „Raspberry Pi 4“ ir RAK5146

Be komercinių šliuzų, labai įprasta kurti savadarbius „LoRaWAN“ šliuzus naudojant „Raspberry Pi“ ir RAK šakotuvą . Šis metodas puikiai tinka norint išsamiai sužinoti, kaip jungiasi visi komponentai, ir norint turėti lanksčią bei atnaujinamą sistemą.

Šio tipo projektuose „Raspberry Pi 4B“ paprastai naudojamas kaip sistemos smegenys kartu su „mPCIe“ šakotuvu, pvz., „ RAK5146“ , sumontuotu ant „RAK2287 Pi HAT“ adapterio. Tada šioje bazėje įdiegiamas specializuotas sistemos atvaizdas, pvz., „RAKPiOS“, kuriame jau integruotos specialios „LoRaWAN“ komponento valdymo priemonės.

Reikalinga aparatinė įranga ir fizinis surinkimas

Norint sukurti tokio tipo „LoRaWAN“ šliuzą, jums reikės bent „ Raspberry Pi 4B“ su maitinimo šaltiniu , bent 16 GB talpos „microSD“ kortelės, „Pi HAT RAK2287“, „mPCIe“ šakotuvo RAK5146 ir atitinkamų „LoRa“ bei GPS antenų. Geras varžtų ir atramų rinkinys taip pat padės viską pritvirtinti.

Procesas pradedamas įstatant RAK5146 į RAK2287 HAT mPCIe lizdą , paprastai maždaug 45 laipsnių kampu, kol jis užsifiksuos. Tada švelniai paspauskite kortelę žemyn ir pritvirtinkite ją dviem varžtais, sulygiuotais su HAT skylėmis.

Kai šakotuvas sumontuotas ant HAT, „ Pi HAT“ uždedamas ant „Raspberry Pi“ GPIO kontaktų ir pritvirtinamas keturiais varžtais arba atramomis, kad nejudėtų. Taip sukuriamas standus blokas, kuris apsaugo jungtis nuo įtempimo ir supaprastina montavimą korpusuose ar stovuose.

Galiausiai prijunkite „LoRa“ anteną ir GPS anteną prie atitinkamų šakotuvo jungčių. Labai svarbu niekada neįjungti įrenginio neprijungus antenų, nes tai gali sugadinti šakotuvo radijo dažnių stiprintuvą.

RAKPiOS diegimas SD kortelėje

Surinkus fizinius komponentus, kitas žingsnis – paruošti „Raspberry Pi“ operacinę sistemą. Norėdami tai padaryti, atsisiųskite naujausią RAKPiOS versiją iš oficialios RAK saugyklos . Ši versija specialiai sukurta „LoRaWAN“ šliuzams su RAK aparatine įranga.

RAKPiOS vaizdas į „microSD“ kortelę įrašomas naudojant mirksėjimo įrankį, pvz., „Balena Etcher“ arba panašią programą . Įprastas procesas apima atsisiųsto vaizdo pasirinkimą, paskirties kortelės pasirinkimą ir „Flash“ programos paleidimą, laukiant, kol ji bus baigta ir duomenys bus patikrinti.

Kai mirksėjimo procesas bus baigtas, išimkite kortelę iš skaitytuvo ir įdėkite ją į „ Raspberry Pi“ „microSD“ lizdą . Tada tiesiog prijunkite maitinimo šaltinį (ir, jei pageidaujate, eterneto kabelį), kad „Pi“ paleistų „RAKPiOS“.

Pirmas paleidimas, prieiga prie SSH ir slaptažodžio keitimas

Pirmą kartą paleidus, RAKPiOS paprastai sukuria „Wi-Fi“ prieigos tašką su SSID, kurio tipas yra RAK_XXXX , kur XXXX atitinka paskutinius „Raspberry Pi“ MAC adreso skaitmenis. Pradinis prieigos taško slaptažodis paprastai yra „rakwireless“. Prisijungę prie šio tinklo, galite belaidžiu būdu pasiekti įrenginį.

Numatytasis „Raspberry Pi“ IP adresas šiame režime paprastai yra 192.168.230.1 . Turėdami šį IP adresą, galime užmegzti SSH ryšį (pavyzdžiui, naudodami „PuTTY“ sistemoje „Windows“ arba iš terminalo sistemoje „Linux“ / „macOS“) naudodami numatytuosius prisijungimo duomenis, kurie paprastai yra vartotojo vardas „rak“ ir slaptažodis „changeme“.

Pirmą kartą prisijungus, sistema paragins jus pakeisti slaptažodį saugumo sumetimais . Šio veiksmo neturėtumėte praleisti: tiesiog įveskite dabartinį slaptažodį, o tada du kartus – naują slaptažodį.

Interneto ryšio nustatymas naudojant „rakpios-cli“

Patvirtinus tapatybę, kitas žingsnis yra interneto prieigos konfigūravimas. „RAKPiOS“ apima konfigūravimo įrankį, vadinamą „rakpios-cli“ , kuris centralizuoja daugumą tinklo ir paslaugų parinkčių.

Rašymas rakpios-cli Terminale pasirodys tekstinis meniu, kurį bus galima naršyti klaviatūra. Nors iš pradžių gali būti rodomas įspėjimas arba nedidelė klaida, galite ir toliau spausti „Gerai“, kol pasieksite pagrindines parinktis. Iš ten galite pasiekti... „Valdomi tinklai“ ir pasirinkite „wlan0“ sąsają norėdami reguliuoti „Wi-Fi“.

„wlan0“ konfigūracijoje nurodomas veikimo režimas, paprastai STA režimas („Wi-Fi“ klientas) . Tada nuskaitomi galimi tinklai arba rankiniu būdu įvedamas SSID, konfigūruojamas „Wi-Fi“ slaptažodis ir įjungiamas ryšys. Pritaikius pakeitimus, „Raspberry Pi“ laikinai atsijungs nuo prieigos taško ir gaus IP adresą iš tinklo maršrutizatoriaus.

Norint toliau pasiekti įrenginį, dabar naudojamas naujas IP adresas, kurį maršrutizatorius priskyrė „Raspberry Pi“. Tokiu būdu mes nebepriklausome nuo RAK prieigos taško, o šliuzas veikia kaip bet kuris kitas įrenginys vietiniame tinkle.

Paketų persiuntimo įrenginio aktyvinimas ir šliuzo EUI gavimas

Užmezgus interneto ryšį, laikas įjungti pačią „LoRaWAN“ paslaugą. Vėlgi, naudodami „rakpios-cli“, eikite į skyrių „Diegti paslaugas“ ir pasirinkite „Paketų persiuntėjas“.

Paketų persiuntimo programos meniu galite pasiekti parinktį „Konfigūruoti aplinkos kintamuosius“ , kurioje nurodote tokius duomenis kaip regionas (pvz., EU_868), sąsaja (SPI, kurią naudoja RAK5146 koncentratorius), koncentratoriaus modelis ir, jei taikoma, kiti dažnių juostai būdingi parametrai.

Išsaugoję pakeitimus, grįžkite į ankstesnį meniu ir pasirinkite „Pradėti paslaugą“, kad paleistumėte paketų persiuntimo programą. Tada sistema parodys šliuzo EUI – unikalų identifikatorių, kurio mums reikės TTN konsolėje, norint užregistruoti šliuzą.

Patartina nukopijuoti šį EUI ir išsaugoti jį konfigūracijos dokumente . Registracijos TTN procedūra tada yra tokia pati kaip ir komercinio šliuzo: konsolėje, skyriuje „Šliuzai“, spustelėkite „Registruotis“, įveskite EUI, pasirinkite regioną (EU868) ir užbaikite registraciją.

Programų ir galinių įrenginių registracija TTN sistemoje

Kai šliuzas TTN sistemoje rodomas kaip „Prijungtas“, kitas žingsnis norint peržiūrėti naudingus duomenis yra programų ir galinių įrenginių registravimas . Pats šliuzas nesaugo naudingos informacijos; jis tik persiunčia srautą. Būtent programos kaupia duomenis iš jutiklių arba sekiklių.

TTN konsolėje eikite į skyrių „Programos“ ir sukurkite naują programą, suteikdami jai ID ir, jei pageidaujate, aprašymą. Ši programa veiks kaip konteineris visiems su tuo pačiu projektu susijusiems galiniams įrenginiams (jutikliams).

Sukūrus programą, mygtukas „Registruoti galinį įrenginį“ naudojamas kiekvienam jutikliui užregistruoti. TTN leidžia registruoti įrenginius rankiniu būdu įvedant parametrus arba, kai kuriais atvejais, naudojant gamintojo šablonus.

Rankiniam nustatymui tokias reikšmes kaip „DevEUI“ ir „AppKey“ galima generuoti pačioje konsolėje naudojant automatinio generavimo mygtukus, o „ JoinEUI“ (atitinka „AppEUI“) gali būti vartotojo apibrėžta reikšmė (jei ji atitinka tai, ką konfigūruojame įrenginyje).

Užpildžius formą ir patvirtinus registraciją, TTN skirtuke „Aktyvinimo informacija“ parodys reikiamus galinio įrenginio konfigūravimo parametrus: „DevEUI“, „JoinEUI/AppEUI“ ir „AppKey“. Tai duomenys, kuriuos reikia įvesti į „LoRaWAN“ mazgą (jutiklį, sekiklį ir kt.) naudojant jo konfigūravimo įrankį arba nuosekliąją sąsają.

Pavyzdys su „Tabs TBHH100-868“ jutikliais ir „Dragino“ sekikliais

„Browan TBHH100-868“ temperatūros ir drėgmės jutikliai yra tipiškas paprasto „LoRaWAN“ įrenginio pavyzdys. Jų pagrindinė funkcija – periodiškai siųsti temperatūros, santykinės drėgmės ir, kai kuriais atvejais, akumuliatoriaus būsenos duomenis.

Šio tipo jutikliai paprastai būna su jau užprogramuotais „LoRaWAN“ raktais: „AppKey“, „AppEUI“ ir „DevEUI“ . Paprastai tiekėjas pateikia duomenų lapą arba etiketę su šiomis reikšmėmis. Naudojant TTN, tereikia sukurti programą ir įvesti tame lape nurodytus kiekvieno jutiklio prisijungimo duomenis.

Šių jutiklių duomenų perdavimo logika paprastai pagrįsta slenksčiais: jie siunčia informaciją nustatytais intervalais arba įvykus reikšmingiems pokyčiams (pavyzdžiui, kas 60 minučių, jei pokyčių nėra, arba anksčiau, jei temperatūra svyruoja ±2 °C, o drėgmė – ±5 %). Šių detalių supratimas yra svarbus norint teisingai interpretuoti pranešimų dažnį TTN.

„Dragino“ sekiklių , naudojamų kaip GPS lokatoriai, registracija TTN sistemoje atliekama panašiai: įrenginiai sukuriami TTN programoje su unikaliais raktais ir, jei pageidaujama, naudojant AT komandas per nuoseklųjį prievadą reguliuojami išplėstiniai sekimo parametrai (siuntimo intervalas, panikos aliarmo trukmė ir kt.).

Norėdami konfigūruoti šiuos sekiklius per USB, prijunkite laidą prie kompiuterio, atidarykite nuoseklųjį terminalą (115200 baudų) ir nusiųskite vadove nurodytas AT komandas . Svarbu atkreipti dėmesį, kad komandos turi būti įvestos visos iš karto, o ne po vieną simbolį, kad įrenginys jas teisingai interpretuotų.

Išorinių įrenginių integravimas: „Loko Air“ įrenginio pavyzdys

Kita dažna situacija yra konkrečių įrenginių, tokių kaip vėdinimo ar aplinkos valdymo blokas, pvz., „Loko Air“ , integravimas , kuris konfigūruojamas naudojant jam skirtą darbalaukio įrankį (pvz., „Loko Configuration Tool“).

Šiuo atveju tipinis srautas yra toks: TTN sukuriamas galutinis įrenginys, sugeneruojamos (arba paimamos) „DevEUI“, „JoinEUI“ ir „AppKey“ reikšmės, o tada šie trys parametrai įvedami į gamintojo konfigūravimo įrankį , įjungiant įrenginyje „LoRaWAN“ parinktį.

Kai konfigūracija išsiunčiama, įrenginys paleidžiamas iš naujo ir pradeda bandyti prisijungti prie TTN tinklo naudodamas OTAA (aktyvinimą eteriu). Kai šliuzas aptinka bandymą prisijungti ir tinklas jį priima, įrenginio TTN konsolės rodinyje „Tiesioginiai duomenys“ bus rodomi realaus laiko pranešimai kartu su vieta žemėlapyje, jei įrenginys siunčia GPS koordinates.

Naudingųjų krovinių formatavimo įrenginiai ir duomenų dekodavimo įrenginiai

Siekiant užtikrinti, kad jutiklių siunčiami duomenys būtų įskaitomi, TTN leidžia apibrėžti naudingosios apkrovos formatuotojus . Kai kuriais atvejais galima naudoti standartinį formatą, pvz., „CayenneLPP“, kuris automatiškai interpretuoja tam tikro tipo duomenis.

Kai įrenginys naudoja patentuotą formatą, kūrėjas gali sukurti pasirinktinį „JavaScript“ dekoderį , kuris gauna neapdorotus baitus, konvertuoja juos į šešioliktainius ir taiko konkrečias funkcijas kiekvienam duomenų tipui (drėgmei, temperatūrai, barometrui, GPS, akselerometrui, giroskopui, magnetometrui, akumuliatoriaus įtampai ir kt.) interpretuoti.

Įprastas modelis apima „vėliavos“ arba kanalo identifikatoriaus analizę kadro pradžioje ir, priklausomai nuo jo vertės, teisingos formulės taikymą šiems baitams, kad konvertuoti juos į fizines vertesGaliausiai scenarijus grąžina JSON objektą su interpretuotais kintamaisiais (pavyzdžiui, temperature, humidity, battery, latitude, longitude...), kuriuos TTN rodys kaip skaitomus laukus.

Ši „jau suvirškinta“ informacija gali būti pakartotinai panaudota integracijose su išorinėmis platformomis, tokiomis kaip „Node-RED“, „MQTT“, „Datacake“ tipo ataskaitų suvestinėmis, „MySQL“ duomenų bazėmis arba debesijos paslaugomis, tokiomis kaip „ThingSpeak“, nereikalaujant iššifruoti kiekvienos naudingosios apkrovos kiekvienoje sistemoje iš naujo.

Duomenų vizualizavimas ir panaudojimas: nuo TTN iki Node-RED, Datacake ir kitų

Kai įrenginiai siunčia duomenis, o TTN juos sklandžiai gauna, prasideda smagioji dalis: informacijos vizualizavimas ir analizė . TTN jau siūlo pagrindinę konsolę srautui ir duomenims iš kiekvieno įrenginio peržiūrėti, tačiau dažniau duomenys integruojami su kitomis platformomis.

Populiarus variantas yra „Datacake“ , leidžianti kurti viešus arba privačius ataskaitų suvestines, kad būtų galima patogiai vizualizuoti tokias vertes kaip temperatūra, drėgmė, GPS padėtis ar akumuliatoriaus būsena. TTN sukonfigūruoja atitinkamą integraciją taip, kad dekoduoti duomenys būtų automatiškai siunčiami į „Datacake“.

Sudėtingesnėse aplinkose arba automatizuojant verslo logiką, labai dažnai „Node-RED“ naudojamas kartu su MQTT . TTN skelbia programos duomenis per MQTT brokerį, o „Node-RED“ juos naudoja apdorojimui, saugojimui duomenų bazėse, tokiose kaip „MySQL“, įspėjimų generavimui, kitų įrenginių valdymui arba siuntimui į išorines sistemas.

Šis integracijos tipas leidžia sukurti išsamius, visapusiškus daiktų interneto sprendimus už santykinai mažą kainą: mažai energijos naudojantys „LoRaWAN“ mazgai, prie TTN prijungti šliuzai ir lanksti vidinė sistema, pagrįsta „Node-RED“, duomenų bazėmis ir ataskaitų suvestinėmis.

Yra net specialūs kursai ir mokymo programos, apimančios visą grandinę: nuo šliuzo konfigūravimo ir TTN registracijos, per MQTT ir Node-RED, iki saugojimo ir analizės tokiose platformose kaip MySQL ar ThingSpeak. Šiuose kursuose pateikiamos vaizdo pamokos ir pagalba atsakant į konkrečius diegimo klausimus.

Visas šis srautas – sukonfigūruotas šliuzas, TTN kaip „LoRaWAN“ serveris, tinkamai užregistruotos programos ir įrenginiai, naudingosios apkrovos dekoderiai ir integravimo įrankiai – leidžia „LoRaWAN“ projektams pereiti nuo paprastų laboratorinių bandymų prie diegimo kaip patikimų ir keičiamo dydžio realaus pasaulio sprendimų , tinkamų turto, aplinkos, infrastruktūros ar pramoninių procesų stebėjimui daugelį metų su minimalia priežiūra.

Žvelgiant iš globalios perspektyvos, „LoRaWAN“ šliuzo ir su juo susijusios ekosistemos konfigūravimas gali atrodyti sudėtingas, tačiau viskas susiveda į kelis pagrindinius ramsčius: užtikrinti patikimą IP ryšį , teisingai pasirinkti dažnių planą, susieti šliuzą su „LoRaWAN“ serveriu, pvz., TTN, registruoti programas ir įrenginius su jų kredencialais ir naudoti formatavimo įrankius, integracijas bei ataskaitų suvestines, kad neapdoroti duomenys būtų paversti naudingomis ir praktiškai pritaikomomis įžvalgomis.